Smartwatches könnten genetisch bedingte psychiatrische Erkrankungen vorhersagen
In den letzten Jahren hat die medizinische Wissenschaftsgemeinschaft ihre Aufmerksamkeit aufgrund ihrer Massenakzeptanz ernsthaft auf Wearables verlagert . Diese Bemühungen haben zu bemerkenswerten Ergebnissen hinsichtlich der Wirksamkeit und des Potenzials dieser tragbaren Geräte geführt .
Die neueste wissenschaftliche Entdeckung dieser Art stammt von Experten der Universität Barcelona . In einem im Cell Journal veröffentlichten Artikel beschrieb das Team, wie Smartwatches mithilfe von Biomarkern zur genauen Erkennung psychischer Störungen eingesetzt werden können.
Mithilfe der Daten, die durch die kontinuierliche Überwachung einer Smartwatch bereitgestellt wurden, konnte das Team hinter der neuesten Forschung 16 signifikante genetische Loci und 37 psychiatrieassoziierte Gene identifizieren.
„Unsere Methodik hat es zum ersten Mal ermöglicht, gleichzeitig den Zusammenhang zwischen der Genetik und den verschiedenen von Smartwatches bereitgestellten Messwerten zu analysieren“, bemerkt Diego Garrido Martín, Mitautor der Studie.
Das Team trainierte ein KI-Modell, das physiologische Informationen berücksichtigte, die mithilfe von Smartwatch-Sensoren gesammelt wurden. Im Rahmen der Studie wurden Daten von über fünftausend Teilnehmern im Alter von 9 bis 14 Jahren gesammelt, die Fitbit-Smartwatches verwendeten.
Experten verwendeten tragbare Messungen wie Herzfrequenz, Kalorien, Schritte, Trainingsintensität, Schlafniveau und mehr. Durch die Eingabe in ein KI-Modell konnte das Team einen digitalen Phänotyp erstellen, oder einfacher ausgedrückt, eine Reihe beobachtbarer Merkmale, die in einem digitalen Format gesammelt wurden.
Verknüpfung von Smartwatch-Daten mit der Genetik
Diese digitalen Phänotypen bieten erstmals einen alternativen Ansatz zur Vorhersage oder Diagnose psychiatrischer Erkrankungen, für die andernfalls eine persönliche Beratung durch einen zertifizierten Experten erforderlich wäre. Noch wichtiger ist jedoch, dass der auf Wearables basierende Ansatz auch die genetische Tiefe solcher Störungen berücksichtigt.
„Ein Vorteil dabei ist, dass wir den digitalen Phänotyp quasi als diagnostisches Werkzeug oder Biomarker nutzen und auch die Lücke zwischen Krankheit und Genetik schließen können“, erklärte einer der Co-Autoren, Jason Liu.
Die zentrale Herausforderung besteht darin, ein zuverlässiges System zu schaffen, das alle von einer Smartwatch bereitgestellten Daten verarbeiten und daraus genaue Schlussfolgerungen ableiten kann. Das Team argumentiert, dass die Sensordaten genügend Details über Körper- und Verhaltensmuster liefern, um sie mit hoher Zuverlässigkeit mit psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung bringen zu können.
„Diese Messungen quantifizieren die physiologischen Prozesse eines Individuums und ihre Echtzeitveränderungen als Reaktion auf Umweltreize und können somit wichtige Informationen über das Verhalten eines Individuums liefern“, heißt es in der Forschungsarbeit.
Beispielsweise erwies sich die Schlafanalyse als wichtigerer Faktor bei der Diagnose von Angstzuständen, während sich die Herzfrequenz als das wertvollere Instrument zur Vorhersage von Verhaltensstörungen wie der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) erwies.
Ein neuer Aufbruch für die Psychiatrie
Die neueste Forschung markiert das erste Mal, dass digitale Phänotypdaten, die bei der Echtzeitüberwachung mithilfe von Smartwatches gesammelt wurden, mit psychiatrischen Erkrankungen und dem genetischen Profil einer Person in Verbindung gebracht werden.
Letzteres ist das vielversprechendste Element der neuen Forschung. Wir sprechen von einem grundlegenden Wandel in der Art und Weise, wie wir psychische Erkrankungen diagnostizieren und Heilmittel verschreiben. Wir gehen über die traditionelle Verhaltensanalyse hinaus und betreten einen Bereich, in dem Biomarker und physiologische Daten eine entscheidende Rolle spielen.
„Ihre Ergebnisse könnten als Inspiration dafür dienen, über die traditionelle klinische Diagnostik hinauszugehen und quantitative Verhaltensmessungen einzuführen, die bei der Identifizierung genetischer Biomarker von größerem Nutzen sein könnten“, sagt das Team.
Das Herzstück dieser Revolution wären Smartwatches. Bemerkenswert ist, dass die Biomarker, die von den in der Forschung verwendeten Fitbit-Smartwatches stammen, auch von den meisten Wearables auf dem Massenmarkt in den Formfaktoren Smartwatch, Band und sogar Smart Ring gesammelt werden können.
„Unsere genauen Vorhersagen legen nahe, dass diese quantitativen Merkmale für die Untersuchung anderer Aspekte psychiatrischer Störungen, beispielsweise ihrer zugrunde liegenden genetischen Architektur, nützlich sein könnten“, fügt die Forschungsarbeit hinzu.
Das Team kommt zu dem Schluss, dass die über Smartwatches erfassten verarbeiteten Biomarkerdaten zur genaueren Kategorisierung von Patienten in verschiedenen Diagnosestufen verwendet werden können, wodurch die Gesamtqualität der Behandlung verbessert wird.